Mars ve Dünya Arasındaki Tozlu Farklar

Tahminciler bunun birkaç gün öncesinden geldiğini gördüler: Rüzgarlar artıyordu, manzara boyunca toz tekmeleniyordu ve görüş düşüyordu. Uçuşların iptal edilmesi gerekecekti… Onlarla dolu bir yılda bir uçuş daha gecikmesi.

Bu sefer hariç, bozulma Mars’ta oldu. Uçuş gecikmesi içindi NASA’nın Ingenuity helikopteri, Ocak 2022’de başka bir gezegende bir toz fırtınası tarafından yere indirilen ilk uçak oldu (yukarıdaki resim).

Hem Mars hem de Dünya, çeşitli boyutlardaki toz fırtınaları tarafından düzenli olarak hırpalanır. Ve olaylar arasında bazı benzerlikler olsa da – şimdi uçuş iptalleri de dahil – bazı önemli farklılıklar da var.

Yeryüzünde, kara alanının üçte biri kum ve tozla kaplıyken, geri kalanı bitki yaşamı, buz, su ve insan yerleşimleri tarafından demirlenmiştir. En büyük toz fırtınaları, Sahra (aşağıda gösterilmiştir), Gobi ve Arap Yarımadası gibi uçsuz bucaksız çöllerden kaynaklanır. Ayrıca Outback, Patagonya, güneybatı ABD ve Meksika’da veya şiddetli kuraklık yaşayan bölgelerde de başlayabilirler. Bilim adamlarının tahminlerine göre, herhangi bir günde Dünya atmosferinde 20 ila 40 milyon ton toz yüzüyor ve her yıl 1 ila 3 milyar ton arasında toz yükselip Dünya’ya geri bırakılıyor (10.000 ila 30.000 tam yüke eşdeğer) uçak gemileri).

Mars’ta toz şeytanları ve fırtınalar hemen hemen her yerde ortaya çıkabilir çünkü gezegen neredeyse baktığımız her yerde kuru ve tozludur. Milyarlarca yıllık hava koşulları -muhtemelen eski sulardan ve daha yakın zamanlarda rüzgarın neden olduğu fırtınalardan kaynaklanan sürekli kum püskürtme yoluyla- kum ve tozla kaplı bir gezegen yarattı. Parçacıklar çok küçük ve hafif elektrostatiktir, bu nedenle köpük dolgulu fıstıkların Dünya’da yaptığı gibi yüzeylere yapışırlar.

Hem Dünya’da hem de Mars’ta, toz fırtınaları motorları ve dişlileri tıkarken hava kalitesini ciddi şekilde bozabilir. Dünya’da uçaklar, jet motorlarına zarar verebileceği ve ön camları aşındırabileceği ve aynı zamanda pilotların görünürlüğünü azaltabileceği için havada uçuşan tozla topraklanabilir. Mars’ta, bir Haziran 2018’de büyük toz fırtınası O kadar uzun süre o kadar çok parçacığı havaya uçurdu ki, NASA’nın 15 yaşındaki Opportunity gezgini, güneş panelleri pilleri şarj etmek için yeterli güneş ışığını toplayamadığı için kalıcı olarak kapatıldı.

Yeryüzündeki toz tipik olarak hava koşulları ve fırtınalar tarafından toplanır; sıcaklık, atmosferik basınç ve nem içeriğindeki farklılıklar, manzara boyunca hava akışını hızlandırır. Kuvvetli rüzgarlar kuru topraklarda hareket eder ve gevşek mineral toz taneleri toplar, bazen onu yüzlerce ila binlerce fit havaya kaldırır ve rüzgar yönünde on ila binlerce mil taşır. (Uluslararası Uzay İstasyonundan çekilmiş aşağıdaki fotoğraf, Kuzey Afrika üzerinde fırtına Ancak toz, tropopozun (troposfer ve stratosfer arasındaki doğal basınç bariyeri) üzerine çıkmıyor. Toz o kadar yükselse bile, yerçekimi ve yağış onu yüzeye geri getirir. Bütün bunlar genellikle birkaç saat ila gün içinde gerçekleşir.

Dünya’ya odaklanmadan önce gezegen atmosferlerini inceleyen NASA aerosol bilimcisi Ralph Kahn, Mars’ın tropopoza sahip olmadığını kaydetti. Bu kapak benzeri bariyer (Dünya’daki stratosferik ozonun yarattığı) ve onu aşağı indirecek yağışlar olmadan, Mars tozu atmosfere çok daha fazla yükselebilir.

Mars rüzgarları çoğunlukla yüzeydeki farklılıklardan kaynaklanır. güneş ışığı ile ısıtılan hemisferler arasında, gündüz ve gece arasında ve yükseltilmiş ve basık yüzeyler arasında. Isınmadaki bu değişimler, yerel ölçeklerde yükselen hava bulutlarına (toz şeytanları yaratır) yol açar ve bölgesel ölçeklerde rüzgarların yatay akışını teşvik eder.

Muhtemelen Dünya’daki en fırtınalı rüzgarlar kadar güçlü olmasa da, Mars’taki rüzgarlar, toz şeytanlarından (aşağıdaki animasyonlarda gösterilmiştir) güneş ışığını engelleyen geniş bulutlara kadar her şeyi döndürecek kadar güçlüdür. aksine biraz film kurgu, fırtınaların araçları ve insanları estirecek kadar güçlü olması pek olası değildir. Bunun nedeni, Mars atmosferinin daha ince olmasıdır – Dünya atmosferinin yüzeydeki yoğunluğunun (basıncının) yaklaşık yüzde 1’i kadar – bu nedenle benzer rüzgarlar Kızıl Gezegen üzerinde çok fazla kuvvet uygulamaz.

Uzay Bilimleri Enstitüsü’nden aerosoller üzerine çalışan ve NASA’nın Mars programıyla eski çağlara kadar giden Mars programında yer alan bir gezegen bilimci olan Mark Lemmon, “Toz, Mars ikliminin anahtarıdır” dedi. yol bulucu. “Toz hava tarafından hareket ettirilir, ama sonra toz o havayı sürdürür. Suyun Dünya’daki enerjiyi hareket ettirebildiği gibi, enerjiyi Mars’ın etrafında depolar ve hareket ettirir. ”

Bir kez havalandığında, Mars tozu uzun süre havada kalma eğilimindedir – bazen haftalar veya aylarca. Yerçekimi daha zayıftır – Dünya’dakinin yaklaşık üçte biri – ve daha ince atmosfer, daha az sürtünme olduğu anlamına gelir. Ve bir kez başladığında, Mars’ta bir toz fırtınası bazen kendini besleyebilir. Mars atmosferindeki toz, etrafındaki havayı ısıtan güneş ışığını emer. Bu, yüzey ile hava arasındaki ve yüzeyin bir kısmı ile diğeri arasındaki – her ikisi de daha dikey ve yatay hava akışına neden olabilen – ısıtma farklılıklarını vurgular.

“Etkiler kümülatif ve dramatik” dedi Lemmon, “bu nedenle gökyüzünde çok fazla toz birikir.” Mars Reconnaissance Orbiter’dan alınan yukarıdaki görüntü, Kasım 2007’de Utopia Planitia üzerinde kalın bir toz bulutu gösteriyor.

Her yıl, Mars’ta kıta büyüklüğündeki alanları kaplayan ve birkaç hafta süren birkaç orta derecede büyük toz fırtınası olur. Ve birkaç yılda bir, bilim adamlarının henüz açıklayamadığı nedenlerden dolayı, Marslı toz fırtınaları, tüm gezegeni yutana kadar kendi üzerlerine inşa edebilirler. (2018 küresel toz olayı aşağıda gösterilmiştir.) Bu devasa, gezegen ölçeğindeki fırtınalar, yaklaşık her üç ila dört Mars yılında (altı ila sekiz Dünya yılı) bir meydana geliyor gibi görünüyor. Kahn, “Dünyada karşılaştırılabilir hiçbir şey yok” dedi.

Dünyadaki toz fırtınalarının yoğunluğunu ölçmenin yollarından biri, havadaki toz parçacıkları, doğal aerosoller veya kirleticiler tarafından ne kadar ışığın emildiğinin veya yansıtıldığının bir ölçüsü olan aerosol optik derinliği (AOD) aracılığıyladır. Kahn’a göre, Dünya’daki açık bir gün, orta görünür ışıkta 0,1 ila 0,2’lik bir AOD’ye sahiptir. AOD 1.0 olduğunda, yüzeydeki güneş ışığının yoğunluğu üçte iki oranında düşer. Kalın bir duman veya toz bulutunun AOD’si 5 ila 7 veya daha fazla olabilir, bu nedenle gökyüzü büyük orman yangınlarından veya toz fırtınalarından gelen parçacıklarla doluyken gündüz gece gibi hissetmeye başlayabilir.

Lemmon’a göre, Opportunity gezgini 2018’de küresel bir toz fırtınası sırasında çalışmayı bıraktığında Mars’taki AOD 9 ile 11 arasında bir yerdeydi. Küresel Mars tozu olayları da 2007 ve 2001’de meydana geldi.

Toz fırtınaları tipik olarak güney yarımkürede yazın (kuzey yarımküre kışı) Mars’ta en çok büyür. Dünya’daki mevsimlerin (eksenimizin eğiminin bir fonksiyonu olan) aksine, Kızıl Gezegen, güney yarım küre yazında Güneş’e önemli ölçüde daha yakındır. Bu, yılın diğer zamanlarına göre yüzeyin daha fazla ısınmasına ve atmosfere daha fazla toz girmesine neden olur.

Güney yaz şimdi başlarken, bekleyebiliriz daha fazla uçuş gecikmesi Önümüzdeki aylarda Mars’ta.

Lauren Dauphin’in NASA EOSDIS’ten alınan VIIRS verilerini kullanan NASA Dünya Gözlemevi görüntüleri Mızrak, GIBS/Dünya Görüşüve Ortak Polar Uydu Sistemi (JPSS). NASA/JPL-Caltech/MSSS tarafından Mars Reconnaissance Orbiter görüntüleri ve NASA/JPL-Caltech/SSI tarafından Perseverance Mars gezici animasyonları. astronot fotoğrafı ISS040-E-90343 8 Eylül 2014’te 80 milimetrelik bir lens kullanan bir Nikon D3S dijital kamerayla satın alındı ​​ve ISS Ekibi Yer Gözlem Tesisi ve Yer Bilimi ve Uzaktan Algılama Birimi, Johnson Uzay Merkezi tarafından sağlandı. Hikaye Michael CarlowiczNASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Katy Mersmann’ın raporlarıyla.

Leave a Reply

Your email address will not be published.